Optimisation de l’observation et de l’analyse des micro-organismes, tels que les moisissures et bactéries
Les micro-organismes sont utilisés pour la fabrication d’aliments et de produits pharmaceutiques. En effet, les aliments et médicaments fermentés à base de micro-organismes sont particulièrement bénéfiques pour le corps humain. Parallèlement, le développement de micro-organismes non désirés peut entraîner un pourrissement ou une contamination, compromettant la qualité du produit ou mettant en péril la santé du consommateur.
Dans cette section, vous découvrirez tout ce que vous devez savoir sur les principaux types de moisissures (champignons filamenteux) et de bactéries et retrouverez nos derniers exemples d’observation et d’analyse de micro-organismes au microscope numérique 4K, qui optimise et rationalise le contrôle et l’assurance qualité mais également la recherche et le développement dans les industries alimentaire et pharmaceutique.
- Principaux types de micro-organismes
- Tailles des micro-organismes, tels que les bactéries et champignons, et problèmes d’observation et d’analyse
- Exemples d’utilisation de notre microscope numérique 4K pour l’observation et l’analyse de micro-organismes
- Un microscope numérique 4K qui optimise et rationalise l’observation et l’analyse des micro-organismes
Principaux types de micro-organismes
Les principaux types de micro-organismes utilisés pour la fabrication d’aliments et de produits pharmaceutiques ou responsables d’une altération de la qualité sont présentés ci-dessous.
Bactérie
Les bactéries, organismes unicellulaires constitués d’une seule cellule biologique, sont des procaryotes, dont les chromosomes (ADN) sont dépourvus d’enveloppe nucléaire. Les bactéries se multiplient en se reproduisant elles-mêmes tant qu’elles disposent d’une source nutritive. On appelle ce phénomène l’autoreproduction. Les bactéries classiques atteignent une taille d’environ 1 μm et peuvent être observées au microscope.
Les bactéries bénéfiques au corps humain incluent les bactéries lactiques, acétiques et les bacillus subtilis natto. Les bactéries types susceptibles de rendre malade l’humain sont l’Escherichia coli, le staphylocoque doré et le bacille tuberculeux. Après l’infection, des médicaments bactéricides, tels que les antibiotiques, sont nécessaires pour éliminer ces bactéries. Lors d’un contrôle qualité, les aliments et autres produits similaires sont vérifiés afin de détecter toute bactérie pathogène et suivre son évolution dans le temps.
Champignon
Les champignons, englobant les moisissures, levures et champignons, sont des eucaryotes dont les chromosomes (ADN) sont encapsulés dans une enveloppe nucléaire. Les moisissures sont parfois collectivement dénommées champignons. Les champignons mesurent approximativement 5 μm, à mi-chemin entre une cellule humaine et une bactérie.
Champignons filamenteux
Les champignons filamenteux, un type de champignon, se développent sous la forme d’hyphes qui s’entremêlent, à l’instar des moisissures et champignons. Un hyphe désigne la longue structure filamenteuse qui forme le corps du champignon.
Levures
Les levures sont des types de champignons filamenteux mais de forme sphérique et non constitués d’hyphes. De nombreuses levures décomposent le sucre en alcool et en dioxyde de carbone en l’absence d’oxygène et synthétisent différents acides aminés en présence d’oxygène. Les levures sont, de ce fait, depuis longtemps utilisées pour le brassage de la bière et la fabrication du miso, de la sauce soja, du pain et d’autres aliments fermentés. Les principales levures exploitées incluent la levure de bière, la levure de saké, la levure de vin, la levure de boulanger et les levures médicales (levures sèches).
Koji
Le koji est une moisissure originaire d’Asie de l’Est et du Sud-Est, forme de champignon filamenteux, cultivée pour fabriquer le koji (une matière proche du malt). Tout comme les levures, le koji est utilisé pour le brassage du saké et la fabrication d’autres aliments et boissons. Le koji décompose les céréales, telles que le riz, l’orge et le soja, en sucre et acides aminés, ensuite décomposés par les levures. Le Japon exploite le koji depuis de nombreuses années pour produire une multitude d’aliments et de boissons fermentés, à l’instar du saké, du miso, de la sauce soja et des vinaigres.
Bactéries sporulantes
Résistant aux traitements thermiques, les bactéries sporulantes sont également appelées bactéries thermoduriques. Les principales bactéries sporulantes susceptibles de provoquer des empoisonnements alimentaires incluent les Bacillus cereus, les Clostridium perfringens et les bacilles botuliques. La spore d’une bactérie est encapsulée dans une enveloppe rigide. Les spores se forment dans des environnements inhospitaliers pour les moisissures, tels que les environnements secs, soumis à une température élevée ou pauvres en nutriments pour les moisissures. Les spores toujours vivantes dans les aliments après lavage, cuisson ou stérilisation thermique risquent de contaminer la nourriture ou de provoquer un empoisonnement alimentaire.
Tailles des micro-organismes, tels que les bactéries et champignons, et problèmes d’observation et d’analyse
L’échelle graduée ci-dessous compare la taille des bactéries, champignons et cellules humaines. Les bactéries, possédant une structure simple à cellule unique, ne représentent qu’un dixième des cellules humaines, qui possèdent une structure complexe. Les champignons, dont les chromosomes sont encapsulés dans une enveloppe nucléaire, sont à mi-chemin entre la cellule humaine et la bactérie.
- A
- Bactérie
- B
- Champignon
- C
- Cellule humaine
- D
- Virus
Problèmes d’observation et d’analyse des micro-organismes
Les bactéries et les champignons sont des micro-organismes ne dépassant pas une taille de 1 μm à 5 μm. Leur évaluation requiert des opérations particulièrement minutieuses et délicates, telles que l’observation d’organismes cultivés sous grossissement au microscope et le calcul du nombre d’organismes par comptage précis des colonies microscopiques formées.
La première étape consiste à capturer des images détaillées de la cible sous fort grossissement en appliquant les conditions d’éclairage optimales. Cependant, de nombreux micro-organismes sont transparents, diminuant leur contraste avec l’arrière-plan. Les champignons filamenteux croissent en trois dimensions, ce qui complique l’obtention d’une image nette sur l’ensemble du champ de vision. La détermination des conditions idéales pour l’observation sous grossissement et l’analyse quantitative est encore plus difficile sur les petites bactéries.
Le niveau de compétence et l’expérience de l’opérateur sont alors des facteurs clés. Et même pour un opérateur chevronné, le réglage des équipements et l’obtention des résultats d’analyse demandent un temps et des efforts considérables. Il est ainsi rare de disposer des ressources humaines et du temps nécessaires à l’observation et l’analyse approfondies des micro-organismes.
Exemples d’utilisation de notre microscope numérique 4K pour l’observation et l’analyse de micro-organismes
Jusqu’à présent, il était difficile d’observer avec précision les micro-organismes et presque impossible de les analyser dans des conditions constantes.
KEYENCE a développé un microscope qui résout de nombreux problèmes et optimise l’observation et l’analyse en quelques étapes simples.
Le microscope numérique 4K Série VHX exploite un système optique, qui combine haute résolution et grande profondeur de champ, un capteur d’image CMOS 4K et un système d’observation, qui propose une multitude de fonctions parfaitement intuitives.
Retrouvez des exemples d’observation et d’analyse de micro-organismes, tels que des bactéries, moisissures et levures, avec la Série VHX.
Observation de bactéries
Certaines bactéries, telles que l’Escherichia coli et le staphylocoque doré, mettent en péril la santé du consommateur. Possédant une seule cellule, les bactéries ne dépassent pas 1 μm et l’observation des colonies en culture demande donc à la fois un fort grossissement et un haut niveau de contraste. Malgré tout, la transparence des bactéries complique la détermination des conditions d’éclairage optimales, exigeant un temps considérable et un certain niveau de compétence.
Le microscope numérique 4K Série VHX propose une multitude de modes d’éclairage. Il intègre une fonction d’éclairage multiple, qui capture automatiquement plusieurs images sous différents éclairages d’une simple pression sur un bouton. Il suffit alors de sélectionner l’image qui convient le mieux à l’application pour démarrer l’observation. Cette fonction simplifie et accélère considérablement la détermination des conditions de capture.
Différents modes d’éclairage, tels que l’éclairage polarisé par transmission ou l’éclairage coaxial partiel, sont disponibles, pour observer les bactéries présentant un faible contraste avec l’arrière-plan, jusqu’ici difficiles à déceler.
De plus, la fonction HDR (haute plage dynamique), qui capture plusieurs images en faisant varier la vitesse d’obturation pour n’en former qu’une, riche en nuances, permet d’observer les bactéries sur des images haute résolution 4K à fort contraste.
Observation et analyse automatique de bactéries
Le microscope numérique 4K Série VHX passe en toute fluidité de l’observation sous fort grossissement des bactéries sur images haute résolution 4K à l’analyse automatique.
La fonction de comptage/mesure automatique de surface mesure et calcule automatiquement des valeurs détaillées, telles que la surface moyenne, l’écart-type, la valeur maximale, la valeur minimale, le rapport de surface et d’autres données relatives aux bactéries dans une zone spécifiée, ainsi que le nombre précis, la surface, le périmètre, le diamètre maximal et le diamètre minimal des bactéries elles-mêmes, puis les affiche sous forme de liste.
Dans la zone spécifiée, il est possible d’exclure les cibles inutiles, de séparer les cibles qui se chevauchent et d’appliquer une binarisation selon des seuils définis, garantissant une analyse et une évaluation quantitative de haute précision en quelques étapes intuitives.
De plus, Excel peut être installé directement sur la Série VHX, permettant la création automatique de rapports détaillés sans PC, par simple transfert des images capturées et des valeurs mesurées vers des modèles préalablement mis en page.
Ces fonctions rationalisent toute une série d’opérations habituellement chronophages et fastidieuses.
Observation de moisissures, y compris les spores et hyphes
Le microscope numérique 4K Série VHX propose une multitude de conditions de capture, pour observer la cible sur une image haute résolution 4K. L’éclairage multiple permet d’appliquer différents éclairages d’une simple pression sur un bouton. La grande profondeur de champ assure la mise au point sur la totalité des cibles tridimensionnelles, telles que les spores et hyphes.
Les images ci-dessous illustrent l’observation de moisissures et de leurs spores et hyphes sous différents éclairages, grâce aux objectifs performants et au capteur d’image CMOS 4K de la Série VHX.
Comptage automatique de colonies de levure
Le microscope numérique 4K Série VHX capture des images 4K détaillées sous fort grossissement même de cibles aussi microscopiques que des colonies de levure.
L’utilisation de la fonction de comptage des colonies/mesure automatique de surface sur l’image haute résolution capturée permet d’exécuter un comptage des colonies et une mesure de la surface sur une zone spécifiée, dans des conditions aisément reproductibles. Différentes méthodes d’affichage des images capturées sont disponibles, par exemple avec une division d’écran, permettant d’afficher individuellement les colonies présentes dans la zone spécifiée, avec un diagramme en bâtons de la distribution de surface et avec une binarisation selon des seuils prédéfinis, optimisant considérablement l’analyse.
Excel peut même être installé directement sur la Série VHX, facilitant le transfert des données sans recourir à un PC. Un rapport est alors automatiquement créé en transférant simplement le nombre de bactéries, calculé via le comptage des colonies, et l’image correspondante vers un modèle préparé au préalable.
La Série VHX réunit ainsi une multitude de fonctions aisément accessibles pour rationaliser toute une série d’opérations indispensables à l’évaluation des levures.
Observation de micro-organismes dans des fluides
Le microscope numérique 4K Série VHX garantit haute performance et grande convivialité quelles que soient les conditions d’observation.
Les images 4K affichées ci-dessous illustrent l’observation de micro-organismes dans des fluides. Le rétroéclairage intégré facilite l’observation des micro-organismes présents dans des fluides, dès lors qu’ils se trouvent dans un contenant laissant traverser la lumière, tel qu’une boîte à fond en verre. La capacité de mise au point exceptionnelle de la Série VHX permet de capturer des images 4K détaillées des micro-organismes non éliminés dans les fluides, même lorsqu’ils sont mélangés à une faible quantité de corps étrangers.
Un microscope numérique 4K qui optimise et rationalise l’observation et l’analyse des micro-organismes
Le microscope numérique 4K Série VHX résout les problèmes d’observation et d’analyse des micro-organismes de toutes tailles et formes, garantissant une observation avancée et une analyse quantitative parfaitement intuitives.
Notre microscope exécute automatiquement toute une série d’opérations habituellement fastidieuses, de la détermination des conditions et de la mise au point pour l’observation au comptage et à la mesure pour analyse et jusqu’à la création de rapports détaillés, simplifiant et allégeant considérablement la charge de travail.
Haute performance, multifonction et conviviale, la Série VHX convient à une large palette d’applications (contrôle et assurance qualité, recherche et développement) des industries alimentaire et pharmaceutique et, notamment, à l’évaluation quantitative des micro-organismes.
Découvrez sans attendre tout ce que la Série VHX vous réserve. Pour plus d’informations ou pour toute demande concernant la Série VHX, cliquez sur les boutons ci-dessous.
